Badania genetyczne w zespole Pradera-Williego – rodzaje i interpretacja

Badania genetyczne w zespole Pradera-Williego stanowią złożony proces diagnostyczny, który wymaga zastosowania różnych metod molekularnych w celu pełnej charakterystyki zaburzenia¹. Choć zespół Pradera-Williego jest dobrze opisanym zespołem dysmorficznym, badania DNA są niezbędne do ostatecznego rozpoznania¹.

Analiza metylacji DNA jako podstawowe badanie

Analiza metylacji DNA jest uznawana za preferowaną metodę pierwszego rzutu w diagnostyce zespołu Pradera-Williego²³. Ta metoda wykorzystuje multipleksową amplifikację sond ligacyjnych (MLPA) do identyfikacji nieprawidłowej metylacji regionu PWS/AS chromosomu 15². Badanie to wykrywa ponad 99% przypadków zespołu Pradera-Williego, w tym wszystkie główne podtypy genetyczne: delecję, jednorodzicielską disomię oraz defekt imprintingu⁴.

Metoda analizy metylacji DNA ma wiele zalet praktycznych. Może być przeprowadzona bez konieczności pobierania krwi od rodziców, co znacznie upraszcza proces diagnostyczny⁵. Dodatkowo, test ten pozwala na różnicowanie między zespołem Pradera-Williego a zespołem Angelmana w przypadkach z delecją⁶. Badanie wykorzystuje wzorce metylacji specyficzne dla rodzica pochodzenia, co pozwala na wykrycie wszystkich głównych klas defektów molekularnych występujących w zespole Pradera-Williego⁵.

Proces badania polega na analizie wzorców metylacji DNA w krytycznym regionie Pradera-Williego na chromosomie 15q11-13⁷. U wszystkich pacjentów z prezentacją kliniczną zespołu Pradera-Williego ważne jest rozpoczęcie testowania od badań metylacji⁷. Metoda ta wykrywa około 99% przypadków zespołu Pradera-Williego i około 70% przypadków zespołu Angelmana⁷.

Fluorescencyjna hybrydyzacja in situ (FISH)

Test FISH (fluorescencyjna hybrydyzacja in situ) stanowi ważną metodę uzupełniającą w diagnostyce zespołu Pradera-Williego⁸. W tym badaniu wykorzystuje się znakowane sondy DNA, które mogą wykryć określone sekwencje genetyczne⁸. Test FISH pozwala lekarzom na identyfikację pacjentów z zespołem Pradera-Williego, którzy mają delecję w chromosomie 15, jednak nie jest w stanie zidentyfikować tych, którzy mają jednorodzicielską disomię lub błąd imprintingu⁸.

FISH może być używana do potwierdzenia delecji typu I i typu II lub charakterystyki mechanizmu choroby w przypadkach, gdy metylacyjna MLPA sugeruje delecję lub duplikację²⁹. Ze względu na to, że najczęstsza delecja obejmuje około 3 Mb, często te delecje nie są wykrywane w rutynowej analizie chromosomowej¹⁰. FISH jest idealnym wyborem do wykrywania tej delecji ze względu na zwiększoną czułość¹⁰.

Ważne jest zrozumienie ograniczeń testu FISH. Choć może wykryć delecje, inne przyczyny zespołu Pradera-Williego, takie jak jednorodzicielska disomia lub defekt imprintingu w krytycznym regionie Pradera-Williego, nie mogą być wykryte za pomocą FISH¹¹. Dlatego jeśli test FISH jest negatywny, ale nadal istnieje podejrzenie zespołu Pradera-Williego, konieczne jest przeprowadzenie analizy metylacji DNA¹².

Mikromatryce chromosomalne i analiza oligonukleotydowa

Wysokorozdzielcze mikromatryce chromosomalne stają się testem z wyboru ze względu na swoją zdolność do wykrywania różnych delecji chromosomalnych, nawet tych mniejszych lub „atypowych” pod względem rozmiaru¹³. Ten test może wykryć zarówno rozmiar delecji 15q11-q13, najczęstszą przyczynę genetyczną zespołu Pradera-Williego, jak i macierzyńską disomię 15⁸.

Mikromatryce chromosomalne lub fluorescencyjna hybrydyzacja in situ mogą być używane w ocenie zespołu Angelmana lub Pradera-Williego po nieprawidłowym wyniku metylacji w celu potwierdzenia delecji w regionie 15q11.2-q13⁹. Badania początkowe mające na celu wykluczenie zespołu Pradera-Williego lub Angelmana powinny obejmować analizę mikromatryc chromosomalnych w celu identyfikacji aberracji chromosomalnych, które mogą mieć nakładające się objawy z zespołem Pradera-Williego lub Angelmana².

Metoda mikromatryc ma szczególne znaczenie w wykrywaniu atypowych przypadków. Może identyfikować mniejsze delecje lub duplikacje, które mogłyby zostać pominięte przez inne metody badawcze. To sprawia, że mikromatryce stanowią cenne uzupełnienie standardowych protokołów diagnostycznych, szczególnie w przypadkach o nietypowej prezentacji klinicznej.

Badania polimorfizmu DNA i analiza jednorodzicielskiej disomii

Jeśli delecje lub inne nieprawidłowości nie zostaną wykryte przez wcześniej opisane techniki, badanie polimorfizmu DNA (na przykład PCR) pacjenta i obojga rodziców może być użyte do rozróżnienia między jednorodzicielską disomią a defektami imprintingu⁹. Jest to specjalistyczne badanie DNA, które analizuje polimorfizmy DNA i wymaga krwi od pacjenta i obojga rodziców do prawidłowej interpretacji¹³.

Analiza jednorodzicielskiej disomii wymaga próbek od obojga rodziców i dziecka z zespołem Pradera-Williego¹⁴. W przypadkach, gdy metylacyjna MLPA sugeruje nieprawidłową metylację przy braku delecji lub duplikacji, badania jednorodzicielskiej disomii mogą być użyte do charakterystyki mechanizmu choroby². Ta metoda jest szczególnie istotna dla dokładnego poradnictwa genetycznego, ponieważ różne mechanizmy genetyczne wiążą się z różnym ryzykiem nawrotu w przyszłych ciążach.

Specjalistyczne testy uzupełniające

W przypadku pacjenta z mutacją centrum imprintingu należy przebadać obojga biologicznych rodziców pod kątem obecności bezobjawowych mutacji w centrum imprintingu, ponieważ takie mutacje wskazują na wyższe ryzyko nawrotu¹⁴. Jeśli mechanizm wspólnej delecji 46 Mb lub jednorodzicielskiej disomii zostanie ustalony, nie jest konieczne poszukiwanie defektu centrum imprintingu; w przeciwnym razie jest to niezbędne ze względu na wysokie ryzyko nawrotu, jeśli okaże się, że jest dziedziczny¹⁵.

Testowanie wariantów genu UBE3A jest zalecane dla pacjentów z zespołem Angelmana, jeśli analiza metylacji DNA nie przyniesie rezultatu diagnostycznego, ponieważ około 11% przypadków zespołu Angelmana wiąże się z patogennymi wariantami w genie UBE3A¹⁶. Chociaż to badanie nie dotyczy bezpośrednio zespołu Pradera-Williego, jest ważne w różnicowaniu diagnostycznym.

Fluorescencyjna hybrydyzacja in situ może być również wykorzystana do potwierdzenia diagnozy prenatalnej, gdy podejrzewa się delecję w regionie 15q po pobraniu kosmówki lub amniopunkcji¹⁴. Diagnoza prenatalna jest również dostępna dla ciąż wysokiego ryzyka – czyli ciąż u kobiet z rodzinną historią nieprawidłowości zespołu Pradera-Williego¹⁷.

Interpretacja wyników i strategia diagnostyczna

Kompleksowa, ostateczna diagnoza wymaga minimum dwóch testów, a w zależności od wyboru testów, te same dwa testy mogą wykluczyć zbilansowane przestawienie chromosomalne¹⁵. Rozpoczynając od testu metylacji DNA (od ekstrakcji DNA) diagnoza zostanie postawiona natychmiast, a zespół Angelmana zostanie wykluczony, ale do określenia mechanizmu potrzebne są dalsze badania¹⁵.

Diagnoza plus delecja jest osiągana bez konieczności pobierania DNA od rodziców i może rozróżnić zespół Angelmana od zespołu Pradera-Williego, wykrywając wszystkie typy delecji¹⁵. Istnieją różne testy molekularne, które mogą ustalić mechanizm, ale nie ma ustalonego standardowego algorytmu testowania; różne laboratoria stosują różne podejścia i często swój własny ustalony wzorzec testowania, co utrudnia klinicystom interpretację wyników testów¹⁵.

Ze względu na złożoną etiologię genetyczną zespołu Pradera-Williego i zespołu Angelmana oraz odpowiadającą im zmienność ryzyka nawrotu, niezbędne są staranne badania cytogenetyczne i molekularne oraz ocena rodziny w celu zapewnienia dokładnego poradnictwa genetycznego²³. Ustalenie mechanizmu jest niezbędne, ponieważ dostarcza informacji o możliwych cechach klinicznych, rokowaniu i ryzyku nawrotu¹.